Молибден

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Дальневосточный государственный университет путей  и сообщения

Сахалинский институт железнодорожного транспорта 
 

ГОУ ВПО 
 

Кафедра «химия» 

Контрольная работа №1

по дисциплине: «химия» 
 
 

Выполнила: студентка 1-го курса ИТС

Ермоленко Алиса Александровна

Проверил: преподаватель химии

Панов Александр Геннадьевич  
 
 
 
 
 
 
 
 

г. Южно-Сахалинск

2010 год 

Содержание

История открытия молибдена……………………………………………………3

Символ элемента молибдена. Положение химического элемента в ПСЭ Д. И. Менделеева.Электронная формула молибдена. Валентные состояния. Семейство молибдена………..………………………………………………..….4

Тип молибдена  по положению в ПСЭ и строению атома…………………..….5

Окислительно - востановительные свойства атома молибдена……………..…6

Величина  электродного потенциала……………………………………………..7

Нахождение  в природе молибдена…………………………………………..…..9

Получение молибдена………………………………………………………...…11

Свойства  простого вещества молибдена…………………………………….…12

Оксиды  и гидроксиды молибдена…………………………………………...….14

Применение………………………………………………………………………17

Экологическое влияние отходов молибденовой промышленности……….…18

Приложение………………………………………………………………………19

Список  литературы………………………………………………………………20 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

История открытия молибдена.

    Молибденит (дисульфид молибдена, MoS₂) был известен древним грекам и римлянам с незапамятных времен. Этот свинцово-серый с металлическим блеском минерал (другое название – молибденовый блеск) сходен с галенитом (свинцовым блеском, PbS) и графитом. Мягкость минерала позволяла использовать его (вместе с графитом) как грифель для карандашей, поэтому долгое время молибденит путали с галенитом и графитом, хотя, в отличие от последнего, он оставлял на бумаге зеленовато-серый цвет. В средневековой Европе три минерала (PbS, MoS₂ и графит) имели одно название – Molybdaena. История открытия элемента № 42 связана со Швецией. В 1758 шведский минералог и химик Аксель Фредерик Кронштедт (1722–1765) высказал предположение, что графит, галенит и молибденовый блеск три самостоятельных вещества. Двадцать лет спустя, в 1778, химическим составом молибденита заинтересовался шведский химик Карл Вильгельм Шееле. Прокипятив его с концентрированной азотной кислотой, он получил белый осадок «особой белой земли», которую назвал молибденовой кислотой. Хотя во времена Шееле и не знали, что «земли» представляют собой оксиды металлов, уникальная химическая интуиция подсказывала ему, что металл можно получить прокаливанием молибденовой кислоты с углем. Экспериментальные трудности (у него не было подходящей печи) не позволили Шееле самостоятельно решить эту задачу и лишь в 1782 шведскому химику Петеру Якобу Гьельму, которому Шееле прислал образец молибденовой кислоты, удалось восстановить ее углем и получить королек металла (сильно загрязненного карбидами). После удачно проведенного опыта Шееле писал Гьельму: «Радуюсь, что мы теперь обладаем металлом – молибденом!». Относительно чистый металл удалось получить много лет спустя Йенсу-Якобу Берцелиусу в 1817. Совершенно чистый молибден, способный к ковке, получили лишь в начале 20 века. 
 
 
 
 

Символ  элемента молибдена.

Положение химического элемента в ПСЭ Д. И. Менделеева.

    Молибде́н — химический элемент с атомным номером 42, атомной массы 95,94 , в периодической системе, обозначается символом Mo (лат.  Molybdenum). В состав атома молибдена входят ядро, состоящее из 42 протонов, 54 нейтронов и электронное облако, представленное 42 электронами. 
 

Электронная формула молибдена. Валентные состояния. Семейство молибдена.

Электронная формула  молибдена будет такова: 

Составим также  его электронно-графическую формулу:

 

    Молибден  расположен в шестой группе, побочной подгруппе. Молибден относят к элементам  подгруппы хрома, в которую входят хром, молибден и вольфрам, которые  обладают похожими свойствами. У него будет на электронных уровнях  один s-электрон и 5 d-электронов на предвнешнем  уровне.

    Молибден, как и вольфрам, в периодической  системе элементов Д. И. Менделеева расположен в VI группе, но в 5-м периоде. Наиболее характерно для него шестивалентное состояние, хотя известны соединения, в которых молибден имеет другие валентности. 

    Тип молибдена по положению  в ПСЭ и строению атома.

    Поскольку молибден расположен в шестой группе периодической системы, и не в  главной подгруппе, а в побочной, то он относится к металлам. В  химических реакциях он будет проявлять  металлические свойства. Для  металлов более приемлема отдача электронов. Поэтому молибден может отдавать максимум шесть электронов с 5s - подуровня и с 4d-подуровня. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Окислительно - востановительные свойства атома молибдена.

    При комнатной температуре на воздухе Mo устойчив. Начинает окисляться при 400 °C. Выше 600 °C быстро окисляется до триоксида МоО₃. Этот оксид получают также окислением дисульфида молибдена MoS₂ и термолизом молибдата аммония (NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O.

    Мо  образует оксид молибдена (IV) МоО₂ и ряд оксидов, промежуточных между МоО₃ и МоО₂.

    С галогенами Mo образует ряд соединений в разных степенях окисления. При  взаимодействии порошка молибдена  или МоО₃ с F₂ получают гексафторид молибдена MoF₆, бесцветную легкокипящую жидкость. Mo (+4 и +5) образует твердые галогениды MoHal₄ и MoHal₅ (Hal = F, Cl, Br). С иодом известен только дийодид молибдена MoI₂. Молибден образует оксигалогениды: MoOF₄, MoOCl₄, MoO₂F₂, MoO₂Cl₂, MoO₂Br₂, MoOBr₃ и другие.

    При нагревании молибдена с серой  образуется дисульфид молибдена MoS₂, с селеном — диселенид молибдена состава MoSe₂. Известны карбиды молибдена Mo₂C и MoC — кристаллические высокоплавкие вещества и силицид молибдена MoSi₂.

    Особая  группа соединений молибдена — молибденовые сини. При действии восстановителей  — сернистого газа, цинковой пыли, алюминия или других на слабокислые (рН=4) суспензии  оксида молибдена образуются ярко-синие  вещества переменного состава: Мо₂О₅·Н₂О, Мо₄О₁₁·Н₂О и Мо₈О₂₃·8Н₂О. 
 
 
 
 

Величина  электродного потенциала.

    Для измерения величины стандартного электродного потенциала металлического электрода, данный электрод соединяют с водородным электродом проводником первого  рода. При замыкании электрической  цепи вследствие разности электродных  потенциалов начнется движение электронов от электрода с меньшим потенциалом (обладающие избытком электронов) к  электроду с большим потенциалом (обладающим меньшим количеством  электронов). Так, если в качестве измеряемого  электрода выступает молибден, то движение электронов будет направлено от платины к молибдену. Увеличение количества электронов на молибденовой пластине будет смещать равновесие в сторону выхода катионов молибдена  из раствора, а следовательно на молибденовом электроде будет протекать  процесс восстановления.

Мо³⁺ + 3e → Мо⁰

На водородном электроде молекулы Н₂ отдают электроны и окисляются.

Н₂ - 2е → 2Н⁺

Суммарную реакцию можно записать в виде:

2Мо³⁺ +3Н₂ → 2Мо⁰ + 2Н⁺

    Принято считать электрод, на котором протекает  процесс окисления – анодом, а  на котором процесс восстановления – катодом. Зная величину ЭДС, измеренную в такой системе, можно легко  вычислить потенциал электрода. Так как в рассматриваемом  процессе анодом является водородный электрод, φ⁰ (2H⁺/H₂) = 0

- φА = ЭДС

    Если  потенциал измеряемого электрода  больше водородного, то движение электронов направлено от платины к металлу  и величина потенциала электрода  будет положительной.

φ⁰ (Мо³⁺/Мо⁰) = -0,2 В

Мо³⁺ + 3e → Мо⁰

G^o = nFE^o

Тогда мы получим: , поскольку для молибдена, как для простого вещества:

 

Для водорода:

То тогда:

Мы рассчитали стандартный электродный потенциал  для молибдена. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Нахождение  в природе молибдена.

    Содержание  в земной коре 3×10⁻⁴% по массе. В свободном виде молибден не встречается. В земной коре молибден распространён относительно равномерно. Меньше всего содержат молибдена ультраосновные и карбонатные породы (0,4 — 0,5 г/т). Концентрация молибдена в породах повышается по мере увеличения SiO₂. Молибден находится также в морской и речной воде, в золе растений, в углях и нефти. Содержание молибдена в морской воде колеблется от 8,9 до 12,2 мкг/л для разных океанов и акваторий. Общим является то, что воды вблизи берега и верхние слои меньше обогащены молибденом, чем воды на глубине и вдали от берега. Наиболее высокие концентрации молибдена в породах связаны с акцессорными минералами (магнетит, ильменит, сфен), однако основная масса его заключена в полевых шпатах и меньше в кварце. Молибден в породах находится в следующих формах: молибдатной и сульфидной в виде микроскопических и субмикроскопических выделений, изоморфной и рассеянной (в породообразующих минералах). Молибден обладает большим сродством с серой, чем с кислородом, и в рудных телах образуется сульфид четырёхвалентного молибдена — молибденит. Для кристаллизации молибденита наиболее благоприятны восстановительная среда и повышенная кислотность. В поверхностных условиях образуются преимущественно кислородные соединения Мо⁶⁺ . В первичных рудах молибденит встречается в ассоциации с вольфрамитом и висмутином, с минералами меди (медно-порфировые руды), а также с галенитом, сфалеритом и урановой смолкой (в низкотемпературных гидротермальных месторождениях). Хотя молибденит считается устойчивым сульфидом по отношению к кислым и щелочным растворителям, в природных условиях при длительном воздействии воды и кислорода воздуха молибденит окисляется, и молибден может интенсивно мигрировать с образованием вторичных минералов. Этим можно объяснить повышенные концентрации молибдена в осадочных отложениях — углистых и кремнисто-углистых сланцах и углях.

    Известно  около 20 минералов молибдена. Важнейшие  из них: молибденит MoS₂ (60 % Mo), повеллит СаМоО₄ (48 % Мо), молибдит Fe(MoO₄)₃·nH₂O (60 % Mo) и вульфенит PbMoO₄.